研究目的
探测并研究木卫二可见波长原子氧极光,以了解其大气成分及变化情况。
研究成果
首次探测到木卫二可见光波段的氧气极光,证实其大气以O2为主导,柱密度为(1-9)×10^14 cm^-2,与先前紫外研究结果一致。未检测到其他发射谱线排除了高O/O2混合比的可能性,并支持未来通过光学极光探测水羽流的前景。
研究不足
观测受到天气条件(例如凯克望远镜观测期间的云层遮挡)、木星散射光造成的高背景噪声以及欧罗巴必须处于月食状态的制约。电子密度的变化性导致推导出的柱密度存在不确定性,且某些发射线(如5577埃)未被探测到,限制了对混合比的约束。
1:实验设计与方法选择:
使用凯克I望远镜和哈勃太空望远镜(HST)观测木卫二在木星食期间的光学光谱,针对特定波长的极光辐射。数据处理采用标准流程进行校准和背景扣除。
2:样本选择与数据来源:
2018年2月至4月期间,在木卫二处于木星阴影中时进行了六次观测,以避免反射阳光的干扰。
3:实验设备与材料清单:
配备STIS CCD和G750M光栅的HST,以及搭载HIRES光谱仪的凯克I望远镜,使用特定狭缝尺寸和光谱设置。
4:实验步骤与操作流程:
对于HST,图像在抖动位置拍摄,分割以去除宇宙射线,并使用calstis流程处理。对于凯克望远镜,观测包括偏移跟踪、偏置校正、平场校正以及使用钍-氩灯进行波长校准。
5:数据分析方法:
使用与木卫二盘面大小匹配的孔径提取辐射亮度,不确定性来自无辐射区域的噪声。通过计算辐射线比率推断大气成分。
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